JP7272066B2 - Biofilm formation suppressing coating agent and biofilm formation suppressing laminate - Google Patents

Biofilm formation suppressing coating agent and biofilm formation suppressing laminate Download PDF

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Description

本発明は、バイオフィルム形成抑制コート剤及び該コート剤からなる塗膜を有する、バイオフィルム形成抑制積層体に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a biofilm formation-inhibiting laminate having a biofilm formation-inhibiting coating agent and a coating film comprising the coating agent.

バイオフィルムは生物膜やスライムとも言われ、一般に水系で細菌やカビ等の微生物が物質の表面に付着・増殖することによって微生物細胞内から多糖やタンパク質などの高分子物質を産生して構造体を形成したものを指す。バイオフィルムが形成される前後で比較すると、バイオフィルムが一度形成された場合、洗浄・除去、抗生物質、薬剤、熱、乾燥等に対して著しく高い抵抗性を示す。その結果、付着・増殖した微生物を原因とする危害が発生して様々な産業分野で問題を引き起こす。 Biofilms, also known as biofilms or slimes, are generally water-based microbes such as bacteria and fungi that adhere to and proliferate on the surface of substances. Refers to what is formed. Comparing before and after biofilm formation, once a biofilm is formed, it exhibits significantly higher resistance to cleaning/removal, antibiotics, drugs, heat, drying, and the like. As a result, hazards caused by attached and proliferated microorganisms occur, causing problems in various industrial fields.

例えば、カテーテル等の医療機器の管内に細菌が付着しバイオフィルムを形成することで詰まりの原因となり、処すべき治療を施すことが不可能となる。また、バイオフィルムが剥がれ落ち、細菌の凝集体が体内に侵入し、深刻な疾病となる恐れがある。食品プラントの配管内にバイオフィルムが形成されると、バイオフィルムが剥がれ落ち、製品内への異物混入につながるだけでなく、微生物由来の毒素で食中毒の原因となる。更に、金属表面へのバイオフィルム形成は金属腐食の原因となり、設備の老朽化を促進する。また、水槽の内面にバイオフィルムが形成されると、水槽内の生物に悪影響を及ぼす。 For example, when bacteria adhere to the inside of a tube of a medical device such as a catheter and form a biofilm, it causes clogging, making it impossible to administer treatment. Biofilms can also slough off and bacterial aggregates can enter the body and cause serious illness. When a biofilm is formed in the pipes of a food plant, the biofilm peels off, which not only leads to contamination of products, but also causes food poisoning due to toxins derived from microorganisms. Furthermore, biofilm formation on metal surfaces causes metal corrosion and accelerates aging of facilities. In addition, the formation of a biofilm on the inner surface of an aquarium adversely affects organisms in the aquarium.

このように、バイオフィルムの形成抑制が求められており、種々の方法が検討されている。 In this way, suppression of biofilm formation is required, and various methods are being investigated.

特許文献1では、アルカリ無機塩を主成分とするバイオフィルム崩壊剤に、低分子量のアミンオキシド界面活性剤を含むバイオフィルム用処理剤が開示され、一度形成されたバイオフィルムを、低分子量の界面活性剤によって洗浄する手法が開示されている。しかし、一度形成されたバイオフィルムをはがすことは困難であり、洗浄作業による労働的負担が大きい。また洗浄作業の際、多量の水を使用するため処理問題や環境汚染問題を伴う。 Patent Document 1 discloses a biofilm treatment agent containing a low-molecular-weight amine oxide surfactant in a biofilm-disintegrating agent containing an alkali inorganic salt as a main component. Techniques for cleaning with active agents are disclosed. However, it is difficult to peel off the biofilm once formed, and the labor burden due to cleaning work is large. In addition, since a large amount of water is used during the cleaning work, there are problems of disposal and environmental pollution.

特許文献2では、アミノ基及び4級アンモニウム基から選ばれる基を1種類以上有し、かつ、アニオン性基を有するビニル系モノマーに由来する高分子化合物を特徴とする、バイオフィルムの形成を抑制する方法が開示され、該高分子化合物が、微生物の付着防止、殺菌、抗菌作用を発揮し、バイオフィルムの形成を抑制する手法が開示されている。しかし、該高分子化合物は耐水性が劣り、バイオフィルム形成抑制性が不十分である。 In Patent Document 2, a polymer compound derived from a vinyl-based monomer having one or more groups selected from an amino group and a quaternary ammonium group and having an anionic group is used to suppress the formation of a biofilm. A method for preventing the adhesion of microorganisms, a sterilizing effect, and an antibacterial effect are exhibited by the polymer compound, and a method for suppressing biofilm formation is disclosed. However, the polymer compound has poor water resistance and insufficient biofilm formation inhibitory properties.

特許文献3では、ホスホリルコリン基含有地オール化合物とそれらを付加縮合させてなる両性のウレタン樹脂が開示されており、生体適合性に優れることが開示されている。しかしながら、構造が強直で一部の基材への密着性、追従性が悪く、溶剤溶解性にも劣るため、ハンドリング面で課題を抱えている。 Patent Document 3 discloses an amphoteric urethane resin obtained by subjecting a phosphorylcholine group-containing diol compound to addition condensation thereof, and is disclosed to be excellent in biocompatibility. However, it has a rigid structure, poor adhesion and conformability to some substrates, and poor solubility in solvents, so it has problems in terms of handling.

特開2008-156389号公報JP 2008-156389 A 特開2010-163429号公報JP 2010-163429 A 特開2011-162522号公報JP 2011-162522 A

本発明の課題は、安全性、塗工性及び耐水性に優れ、かつ、長期間のバイオフィルム形成抑制を可能とする、バイオフィルム形成抑制コート剤及び該コート剤からなる塗膜を有する、バイオフィルム形成抑制積層体を提供することである。 An object of the present invention is to provide a coating film comprising a biofilm formation suppressing coating agent and the coating agent, which is excellent in safety, coatability and water resistance, and enables long-term suppression of biofilm formation. An object of the present invention is to provide a film formation-suppressing laminate.

本発明は、下記<1>~<6>のバイオフィルム形成抑制コート剤、及び<7>のバイオフィルム形成抑制積層体に関する。 The present invention relates to the following <1> to <6> biofilm formation inhibiting coating agents and <7> biofilm formation inhibiting laminate.

<1>アミンオキシド基を含み、かつ、質量平均分子量が10,000~10,000,000であるウレタン系ポリマー(a)を含むことを特徴とするバイオフィルム形成抑制コート剤。 <1> A biofilm formation-inhibiting coating agent comprising a urethane-based polymer (a) containing an amine oxide group and having a mass average molecular weight of 10,000 to 10,000,000.

<2>ウレタン系ポリマー(a)が、アミンオキシド基を0.25~5mmol/g含む<1>に記載のバイオフィルム形成抑制コート剤。 <2> Urethane-based polymer (a), biofilm formation inhibitor coating agent according to <1> containing 0.25 ~ 5 mmol / g of amine oxide groups.

<3>ウレタン系ポリマー(a)が、3級アミノ基を有するウレタン系ポリマーと酸化剤との反応生成物であるか、又は、アミンオキシド基を有するジオール化合物とポリイソシアネーとを重合してなるポリマーである、 <1>または<2>に記載のバイオフィルム形成抑制コート剤。 <3> The urethane-based polymer (a) is a reaction product of a urethane-based polymer having a tertiary amino group and an oxidizing agent, or is obtained by polymerizing a diol compound having an amine oxide group and a polyisocyanate. The biofilm formation suppressing coating agent according to <1> or <2>, which is a polymer.

<4>ウレタン系ポリマー(a)、下記一般式1~3で表される少なくともいずれかの構造を有する<1>~<3>いずれか1項に記載のバイオフィルム形成抑制コート剤。

Figure 0007272066000001
Figure 0007272066000002

Figure 0007272066000003

(式中、
、R はそれぞれ独立して炭素数1~6のアルキレン基を、
、R、R、R、Rはアルキル基、アリール基、アラルキル基、ピリジル基を、
YはOまたはNHを表し、
**はウレタン系ポリマーの主鎖との結合位置を表す。) <4> The urethane-based polymer (a), <1> to <3> having at least one structure represented by the following general formulas 1 to 3, the biofilm formation suppressing coating agent according to any one of items.

Figure 0007272066000001
Figure 0007272066000002

Figure 0007272066000003

(In the formula,
R 1 , R 3 and R 6 each independently represent an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms,
R 2 , R 4 , R 5 , R 7 and R 8 are an alkyl group, an aryl group, an aralkyl group and a pyridyl group;
Y represents O or NH,
** represents the bonding position with the main chain of the urethane-based polymer. )

<5>さらに架橋剤を含む<1>~<4>いずれか1項に記載のバイオフィルム形成抑制コート剤。 <5> The biofilm formation suppressing coating agent according to any one of <1> to <4> further comprising a cross-linking agent.

<6>基材上に、<1>~<5>いずれか1項に記載のバイオフィルム形成抑制コート剤からなる塗膜を有する、バイオフィルム形成抑制積層体。 <6> A biofilm formation suppression laminate having a coating film made of the biofilm formation suppression coating agent according to any one of <1> to <5> on a substrate.

本発明により、安全性、塗工性及び耐水性に優れ、かつ、長期間のバイオフィルム形成抑制を可能とする、バイオフィルム形成抑制コート剤を提供することができる。
本発明のバイオフィルム形成抑制コート剤は、医療機器、製造設備又は水槽内面等、微生物が付着し、バイオフィルムが形成することが想定される物質表面に、好適に用いることができる。
INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it is possible to provide a biofilm formation-inhibiting coating agent that is excellent in safety, coatability, and water resistance, and that enables long-term biofilm formation inhibition.
The biofilm formation-inhibiting coating agent of the present invention can be suitably used on the surfaces of substances on which microorganisms are expected to adhere and form biofilms, such as medical equipment, manufacturing equipment, or the inner surface of water tanks.

本発明のバイオフィルム形成抑制コート剤は、アミンオキシド基を含み、かつ、質量平均分子量が10,000~10,000,000であるウレタン系ポリマー(a)を含むことを特徴とする。アミンオキシド基を含むポリマーであることにより、優れた安全性、塗工性及び耐水性だけでなく、長期間のバイオフィルム形成抑制効果の維持を可能とする。 The biofilm formation-inhibiting coating agent of the present invention is characterized by comprising a urethane-based polymer (a) containing an amine oxide group and having a mass average molecular weight of 10,000 to 10,000,000. By being a polymer containing an amine oxide group, not only excellent safety, coatability and water resistance, but also long-term biofilm formation inhibitory effect can be maintained.

<バイオフィルム形成抑制コート剤>
<ウレタン系ポリマー(a)>
本発明のウレタン系ポリマー(a)は、アミンオキシド基を含み、かつ、質量平均分子量が10,000~10,000,000であればよく、従来公知のポリマーを用いることができ、2種以上を併用してもよい。具体的には、下記一般式(1)(2)(3)で表される構造を含むことが好ましい。
<Biofilm formation suppression coating agent>
<Urethane polymer (a)>
The urethane-based polymer (a) of the present invention contains an amine oxide group and has a weight average molecular weight of 10,000 to 10,000,000, and conventionally known polymers can be used. may be used together. Specifically, it preferably includes structures represented by the following general formulas (1), (2), and (3).

Figure 0007272066000004


Figure 0007272066000005
Figure 0007272066000006
(式中、
、R はそれぞれ独立して炭素数1~6のアルキレン基を、
、R、R、R、Rはアルキル基、アリール基、アラルキル基、ピリジル基を、
YはOまたはNHを表し、
**はウレタン系ポリマーの主鎖との結合位置を表す。)
Figure 0007272066000004


Figure 0007272066000005
Figure 0007272066000006
(In the formula,
R 1 , R 3 and R 6 each independently represent an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms,
R 2 , R 4 , R 5 , R 7 and R 8 are an alkyl group, an aryl group, an aralkyl group and a pyridyl group;
Y represents O or NH,
** represents the bonding position with the main chain of the urethane-based polymer. )

本発明におけるウレタン系ポリマー(a)は、ポリオール成分とポリイソシアネート成分とアミンオキシド基の導入源となるモノマーとを必須成分とし、必要に応じて用いられるポリアミン成分や単官能の水酸基成分や単官能のアミン成分との反応生成物である。アミンオキシド基の導入源となるモノマーとは、アミンオキシド基を有するモノマー、または、その前駆体となる3級アミノ基を有するモノマーが挙げられる。 The urethane-based polymer (a) in the present invention comprises a polyol component, a polyisocyanate component, and a monomer that serves as an introduction source of amine oxide groups as essential components, and if necessary, a polyamine component, a monofunctional hydroxyl group component, and a monofunctional is the reaction product with the amine component of Examples of the monomer that serves as the introduction source of the amine oxide group include a monomer having an amine oxide group and a monomer having a tertiary amino group that serves as a precursor thereof.

また、本発明におけるウレタン系ポリマー(a)は、以下のような2つの方法で得ることができる。即ち、アミンオキシド基を有するジオール化合物とポリイソシアネートとを重合して、アミンオキシド基を有するウレタン系ポリマー(a)を得ることができる。
あるいは、3級アミノ基を有するウレタン系ポリマーを得た後、前記3級アミノ基に酸化剤を反応させ、ポリマーにアミンオキシド基を導入することができる。副反応を生じ難いという点で後者の方法が好ましい。なお、3級アミノ基に酸化剤を反応させることを、以下「オキシド化」ともいう。
Moreover, the urethane-based polymer (a) in the present invention can be obtained by the following two methods. That is, a diol compound having an amine oxide group and a polyisocyanate can be polymerized to obtain a urethane-based polymer (a) having an amine oxide group.
Alternatively, after obtaining a urethane-based polymer having a tertiary amino group, the tertiary amino group can be reacted with an oxidizing agent to introduce an amine oxide group into the polymer. The latter method is preferred in that side reactions are less likely to occur. The reaction of the tertiary amino group with an oxidizing agent is hereinafter also referred to as "oxidation".

[3級アミノ基含有モノマー]
オキシド化前の前駆体としての3級アミノ基含有モノマーとしては、炭素数1~20の3級アミノ基含有ジオールが挙げられる。例えば、N-アルキルジアルカノールアミン、N,N-ジアルキルモノアルカノールアミンが挙げられる。
N-アルキルジアルカノールアミンとしては、例えば、N-メチルジエタノールアミン、N-エチルジエタノールアミン、N-プロピルジエタノールアミン、N-ブチルジエタノールアミン及びN-メチルジプロパノールアミンが挙げられる。
N,N-ジアルキルモノアルカノールアミンとしては、例えば、N,N-ジメチルエタノールアミンが挙げられる。
その他、N,N-ビス(2-ヒドロキシエチル)ベンジルアミン、N,N-ビス(2-ヒドロキシエチル)シクロヘキシルアミン、ジエタノール-p-トルイジン、ジイソプロパノール-p-トルイジン、N,N-ビス(2-ヒドロキシエチル)アニリン、N,N-ビス(2-ヒドロキシプロピル)アニリン、N,N-ビス(2-ヒドロキシエチル)-3-クロロアニリン、N,N-ビス(2-ヒドロキシエチル)-4-ピリジンカルボアミド、N,N-ビス(2-ヒドロキシエチル)-α-アミノピリジン、1,4-ビス(2-ヒドロキシエチル)ピペラジン、3-ジエチルアミノプロパン-1,2-ジオール、3-ジメチルアミノプロパン-1,2-ジオール等が、3級アミノ基含有モノマーとして挙げられる。
[Tertiary amino group-containing monomer]
Examples of tertiary amino group-containing monomers as precursors before oxidation include tertiary amino group-containing diols having 1 to 20 carbon atoms. Examples include N-alkyldialkanolamine and N,N-dialkylmonoalkanolamine.
N-alkyldialkanolamines include, for example, N-methyldiethanolamine, N-ethyldiethanolamine, N-propyldiethanolamine, N-butyldiethanolamine and N-methyldipropanolamine.
N,N-dialkylmonoalkanolamines include, for example, N,N-dimethylethanolamine.
In addition, N,N-bis(2-hydroxyethyl)benzylamine, N,N-bis(2-hydroxyethyl)cyclohexylamine, diethanol-p-toluidine, diisopropanol-p-toluidine, N,N-bis(2 -hydroxyethyl)aniline, N,N-bis(2-hydroxypropyl)aniline, N,N-bis(2-hydroxyethyl)-3-chloroaniline, N,N-bis(2-hydroxyethyl)-4- pyridine carboxamide, N,N-bis(2-hydroxyethyl)-α-aminopyridine, 1,4-bis(2-hydroxyethyl)piperazine, 3-diethylaminopropane-1,2-diol, 3-dimethylaminopropane -1,2-diols and the like are mentioned as tertiary amino group-containing monomers.

[ポリオール成分]
ポリオール成分は特に限定されるものではないが、エチレングリコール、1,4-ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ブチルエチルペンタンジオール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等のグリコール類や、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリブタジエンポリオール、水添ポリブタジエンポリオール、ポリイソプレンポリオール、水添ポリイソプレンポリオールまたはポリエーテルポリオールとポリイソシアネートの反応物であるポリウレタンポリオール、多価アルコールのポリエーテル付加物等が挙げられる。
[Polyol component]
The polyol component is not particularly limited, but may be ethylene glycol, 1,4-butanediol, neopentyl glycol, butylethylpentanediol, glycerin, trimethylolpropane, glycols such as pentaerythritol, polyester polyol, polyether. Examples include polyols, polyester polyols, polybutadiene polyols, hydrogenated polybutadiene polyols, polyisoprene polyols, hydrogenated polyisoprene polyols, polyurethane polyols which are reaction products of polyether polyols and polyisocyanates, and polyether adducts of polyhydric alcohols.

[カルボキシル基を有するポリオール成分]
架橋剤と反応する官能基を有するポリオールとしては、カルボキシル基含有ポリオールが挙げられる。例えば、ジメチロールブタン酸、ジメチロールプロピオン酸、およびこれらの誘導体(カクロラクトン付加物、エチレンオキサイド付加物、プロピレンオキサイド付加物など)、3-ヒドロキシサリチル酸、4-ヒドロキシサリチル酸、5-ヒドロキシサリチル酸、2-カルボキシー1,4-シクロヘキサンジメタノールなどが挙げられる。なかでも、ジメチロールブタン酸、ジメチロールプロピオン酸は、樹脂中のカルボキシル基濃度を増加させることができるという点において本発明では好ましい。
[Polyol component having carboxyl group]
Examples of polyols having functional groups that react with cross-linking agents include carboxyl group-containing polyols. For example, dimethylolbutanoic acid, dimethylolpropionic acid, and derivatives thereof (cacrolactone adduct, ethylene oxide adduct, propylene oxide adduct, etc.), 3-hydroxysalicylic acid, 4-hydroxysalicylic acid, 5-hydroxysalicylic acid, 2- carboxy-1,4-cyclohexanedimethanol and the like. Among them, dimethylolbutanoic acid and dimethylolpropionic acid are preferred in the present invention because they can increase the concentration of carboxyl groups in the resin.

[ポリイソシアネート成分]
ポリイソシアネート成分としては、芳香族ポリイソシアネート、脂肪族ポリイソシアネート、芳香脂肪族ポリイソシアネート、脂環族ポリイソシアネート等が挙げられる。
[Polyisocyanate component]
Examples of polyisocyanate components include aromatic polyisocyanates, aliphatic polyisocyanates, araliphatic polyisocyanates, and alicyclic polyisocyanates.

芳香族ポリイソシアネートとしては、1,3-フェニレンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルジイソシアネート、1,4-フェニレンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4-トリレンジイソシアネート、2,6-トリレンジイソシアネート、4,4’-トルイジンジイソシアネート、2,4,6-トリイソシアネートトルエン、1,3,5-トリイソシアネートベンゼン、ジアニシジンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルエーテルジイソシアネート、4,4’,4”-トリフェニルメタントリイソシアネート等を挙げることができる。 Aromatic polyisocyanates include 1,3-phenylene diisocyanate, 4,4′-diphenyl diisocyanate, 1,4-phenylene diisocyanate, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tri diisocyanate, 4,4′-toluidine diisocyanate, 2,4,6-triisocyanatotoluene, 1,3,5-triisocyanatobenzene, dianisidine diisocyanate, 4,4′-diphenyl ether diisocyanate, 4,4′,4″ -triphenylmethane triisocyanate and the like.

脂肪族ポリイソシアネートとしては、トリメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ペンタメチレンジイソシアネート、1,2-プロピレンジイソシアネート、2,3-ブチレンジイソシアネート、1,3-ブチレンジイソシアネート、ドデカメチレンジイソシアネート、2,4,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等を挙げることができる。 Aliphatic polyisocyanates include trimethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, pentamethylene diisocyanate, 1,2-propylene diisocyanate, 2,3-butylene diisocyanate, 1,3-butylene diisocyanate, dodecamethylene diisocyanate, 2, 4,4-trimethylhexamethylene diisocyanate and the like can be mentioned.

芳香脂肪族ポリイソシアネートとしては、ω,ω’-ジイソシアネート-1,3-ジメチルベンゼン、ω,ω’-ジイソシアネート-1,4-ジメチルベンゼンω,ω’-ジイソシアネート-1,4-ジエチルベンゼン、1,4-テトラメチルキシリレンジイソシアネート、1,3-テトラメチルキシリレンジイソシアネート等を挙げることができる。 Examples of araliphatic polyisocyanates include ω,ω'-diisocyanate-1,3-dimethylbenzene, ω,ω'-diisocyanate-1,4-dimethylbenzene ω,ω'-diisocyanate-1,4-diethylbenzene, 1, 4-tetramethylxylylene diisocyanate, 1,3-tetramethylxylylene diisocyanate and the like can be mentioned.

脂環族ポリイソシアネートとしては、3-イソシアネートメチル-3,5,5-トリメチルシクロヘキシルイソシアネート、1,3-シクロペンタンジイソシアネート、1,3-シクロヘキサンジイソシアネート、1,4-シクロヘキサンジイソシアネート、メチル-2,4-シクロヘキサンジイソシアネート、メチル-2,6-シクロヘキサンジイソシアネート、4,4’-メチレンビス( シクロヘキシルイソシアネート)、1,4-ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン、1,4-ビス( イソシアネートメチル)シクロヘキサン等を挙げることができる。 Alicyclic polyisocyanates include 3-isocyanatomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexyl isocyanate, 1,3-cyclopentane diisocyanate, 1,3-cyclohexane diisocyanate, 1,4-cyclohexane diisocyanate, methyl-2,4 -cyclohexane diisocyanate, methyl-2,6-cyclohexane diisocyanate, 4,4'-methylenebis(cyclohexyl isocyanate), 1,4-bis(isocyanatomethyl)cyclohexane, 1,4-bis(isocyanatomethyl)cyclohexane and the like. can.

また、上記ポリイソシアネートにトリメチロールプロパンのような3官能のアルコールを付加してなるいわゆるアダクト体、上記ポリイソシアネートと水とが反応したビュウレット体、上記ポリイソシアネートがイソシアヌレート環を形成してなる三量体等も併用することができる。前述の多価アルコールポリエーテル付加物とジイソシアネートとの反応物もポリイソシアネート成分として使用することができる。 Also, the so-called adduct obtained by adding a trifunctional alcohol such as trimethylolpropane to the above polyisocyanate, the biuret product obtained by reacting the above polyisocyanate with water, and the above polyisocyanate forming an isocyanurate ring. Ammers and the like can also be used in combination. A reaction product of the aforementioned polyhydric alcohol polyether adduct and diisocyanate can also be used as the polyisocyanate component.

ウレタン系ポリマーを得る際に用いられるポリイソシアネートとしては、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、3-イソシアネートメチル-3,5,5-トリメチルシクロヘキシルイソシアネート( イソホロンジイソシアネート)等が好ましい。 As the polyisocyanate used for obtaining the urethane-based polymer, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, 3-isocyanatomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexyl isocyanate (isophorone diisocyanate) and the like are preferable.

[ポリアミン成分]
ウレタン系ポリマーを得る際には、必要に応じてポリアミン成分を用いることが出来る。ポリアミン成分としては、例えば、エチレンジアミン、イソホロンジアミン、フェニレンジアミン、2,2,4-トリメチルヘキサメチレンジアミン、トリレンジアミン、ヒドラジン、ピペラジン、ヘキサメチレンジアミン、プロピレンジアミン、ジシクロヘキシルメタン-4,4-ジアミン、2-ヒドロキシエチルエチレンジアミン、ジ-2-ヒドロキシエチルエチレンジアミン、ジ-2-ヒドロキシエチルプロピレンジアミン、2-ヒドロキシプロピルエチレンジアミン、ジ-2-ヒドロキシプロピルエチレンジアミン等のジアミンを挙げることができる。イソホロンジアミン、2,2,4-トリメチルヘキサメチレンジアミンは、反応の制御が容易で衛生性に優れていることから好ましい。
ポリアミン成分を用いることにより、ウレタン結合よりも凝集力の高いウレア結合が形成されるので、凝集力の大きな粘着剤を得ることができる。
[Polyamine component]
When obtaining a urethane-based polymer, a polyamine component can be used as necessary. Examples of polyamine components include ethylenediamine, isophoronediamine, phenylenediamine, 2,2,4-trimethylhexamethylenediamine, tolylenediamine, hydrazine, piperazine, hexamethylenediamine, propylenediamine, dicyclohexylmethane-4,4-diamine, Diamines such as 2-hydroxyethylethylenediamine, di-2-hydroxyethylethylenediamine, di-2-hydroxyethylpropylenediamine, 2-hydroxypropylethylenediamine and di-2-hydroxypropylethylenediamine can be mentioned. Isophoronediamine and 2,2,4-trimethylhexamethylenediamine are preferable because the reaction can be easily controlled and they are excellent in hygiene.
By using the polyamine component, urea bonds having higher cohesive force than urethane bonds are formed, so that a pressure-sensitive adhesive with high cohesive force can be obtained.

[単官能の水酸基成分]
ウレタン系ポリマーを得る際に末端停止剤の1つとして用いられる単官能の水酸基成分としては特に限定はなく、メタノール、エタノール、1-プロパノール、2-プロパノール、1-ブタノール、2-ブタノール、1-ヘキサノール、1-オクタノール、2-ジエチルアミノエタノール等が挙げられ、これらの群から選ばれた1種または2種以上の使用ができる。なかでも、2-ジエチルアミノエタノールは末端に3級アミノ基を導入できるという点で好ましい。
[Monofunctional hydroxyl group component]
The monofunctional hydroxyl group component used as one of the terminal terminating agents in obtaining the urethane-based polymer is not particularly limited, and may be methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, 1- Hexanol, 1-octanol, 2-diethylaminoethanol and the like can be mentioned, and one or more selected from these groups can be used. Among them, 2-diethylaminoethanol is preferable in that a tertiary amino group can be introduced at the terminal.

[単官能のアミン成分]
単官能の水酸基成分と同様に末端停止剤の1つとして用いられる単官能のアミン成分としては特に限定はなく、ヘキシルアミン、オクチルアミン、ジエチルアミン、ドデシルアミン、ヘキサデシルアミン、オクタデシルアミン、ステアリルアミン、オレイルアミン、シクロヘキシルアミン、モノエタノールアミン、モノプロパノールアミン、ジエタノールアミン、ジプロパノールアミンなどを挙げることができる。
これら単官能の水酸基成分および/または単官能のアミン成分を末端封止剤として用いることで、ウレタン系ポリマーの経時安定性を向上させることが出来る。
[Monofunctional Amine Component]
As with the monofunctional hydroxyl group component, the monofunctional amine component used as one of the terminal terminating agents is not particularly limited, and may be hexylamine, octylamine, diethylamine, dodecylamine, hexadecylamine, octadecylamine, stearylamine, Oleylamine, cyclohexylamine, monoethanolamine, monopropanolamine, diethanolamine, dipropanolamine and the like can be mentioned.
By using these monofunctional hydroxyl group components and/or monofunctional amine components as terminal blocking agents, the stability of the urethane polymer over time can be improved.

本発明においてウレタン系ポリマーの調製は、必須成分であるポリオール成分とポリイソシアネート成分とアミンオキシド基の導入源となるモノマーとを、必要に応じて用いられるポリアミン成分や単官能の水酸基成分や単官能のアミン成分の全ての成分を同時に反応させてもよいし(ワンショット法)、逐次的に反応させてもよい。所望のウレタン系ポリマーを主たる生成物として確実に生成させるために、少なくともこれらの成分のいずれかを逐次的に反応させる逐次反応が好ましい。逐次反応によってウレタン系ポリマーを調製する場合、例えば、次の方法を適用することが出来る。 In the present invention, the urethane-based polymer is prepared by mixing essential components such as a polyol component, a polyisocyanate component, and a monomer serving as an introduction source of an amine oxide group into a polyamine component, a monofunctional hydroxyl group component, and a monofunctional All of the amine components of may be reacted simultaneously (one-shot method) or may be reacted sequentially. In order to reliably produce the desired urethane-based polymer as the main product, a sequential reaction in which at least one of these components is sequentially reacted is preferred. When preparing a urethane-based polymer by sequential reactions, for example, the following method can be applied.

ポリオール成分とポリイソシアネート成分とアミンオキシド基の導入源となるモノマーとをポリイソシアネート成分過剰の条件下に反応させて、末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーを得る工程、次いで上記ウレタンプレポリマーとポリアミン成分とを反応させて、末端がイソシアネート基であるポリウレタンポリウレアを得る工程、最後に、残るイソシアネート基と単官能の水酸基成分および/または単官能のアミン成分を反応させる工程を含む方法。 A step of reacting a polyol component, a polyisocyanate component, and a monomer serving as a source of introduction of amine oxide groups under conditions in which the polyisocyanate component is in excess to obtain a urethane prepolymer having terminal isocyanate groups, followed by the urethane prepolymer and polyamine. component to obtain an isocyanate-terminated polyurethane polyurea, and finally reacting the remaining isocyanate groups with a monofunctional hydroxyl group component and/or a monofunctional amine component.

なお、逐次反応の進め方は、先に例示した方法に限定されるものではない。 It should be noted that the method of proceeding with the sequential reaction is not limited to the methods exemplified above.

本発明のウレタン系ポリマーは、原料を無溶剤下で反応させて製造しても、有機溶剤中で反応させて製造しても良い。
有機溶剤としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系化合物、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸エチル、酢酸メトキシエチル等のエステル系化合物、ジエチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル系化合物、トルエン、キシレン等の芳香族化合物、ペンタン、ヘキサン等の脂肪族化合物、塩化メチレン、クロロベンゼン、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素化合物などの各種溶剤を使用することができる。
The urethane-based polymer of the present invention may be produced by reacting raw materials in the absence of a solvent or by reacting them in an organic solvent.
Examples of organic solvents include ketone compounds such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone and cyclohexanone; ester compounds such as methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, ethyl lactate and methoxyethyl acetate; ethers such as diethyl ether and ethylene glycol dimethyl ether. aromatic compounds such as toluene and xylene; aliphatic compounds such as pentane and hexane; and halogenated hydrocarbon compounds such as methylene chloride, chlorobenzene and chloroform.

また、ウレタン系ポリマーの合成時には、必要に応じて触媒を添加することができ、たとえばジブチルチンジアセテート、ジブチルチンジラウレート、ジオクチルチンジラウレート、ジブチルチンジマレート等金属系触媒;1,8-ジアザ-ビシクロ(5,4,0)ウンデセン-7、1,5-ジアザビシクロ(4,3,0)ノネン-5、6-ジブチルアミノ-1,8-ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン-7等の3級アミン;トリエタノールアミンのような反応性3級アミン等が挙げられ、これらは単独でも、2種類以上を併用してもよい。
イソシアネート基含有ウレタンプレポリマーは、上記ポリオール成分とポリイソシアネート成分とアミンオキシド基の導入源となるモノマーとを、有機溶剤中で触媒の存在下に120℃ 以下で反応させて得ることが好ましく、70~110℃ で1~20時間反応させることがより好ましい。110℃よりも高温にすると反応速度の制御が困難になり、所定の分子量と構造を有するウレタンプレポリマーが得にくくなる。
イソシアネート基とポリアミン成分との反応は、有機溶剤中で60℃以下で行うことが好ましい。それより高温だと反応速度の制御が困難になり、所定の分子量と構造を有するウレタン系ポリマーが得にくくなる。
In addition, when synthesizing the urethane-based polymer, a catalyst can be added as necessary. 3 such as (5,4,0)undecene-7, 1,5-diazabicyclo(4,3,0)nonene-5,6-dibutylamino-1,8-diazabicyclo(5,4,0)undecene-7 Primary amines; reactive tertiary amines such as triethanolamine; these may be used alone or in combination of two or more.
The isocyanate group-containing urethane prepolymer is preferably obtained by reacting the above-mentioned polyol component, polyisocyanate component, and a monomer serving as an introduction source of amine oxide groups in an organic solvent at 120° C. or less in the presence of a catalyst. More preferably, the reaction is carried out at ~110°C for 1 to 20 hours. If the temperature is higher than 110°C, it becomes difficult to control the reaction rate, making it difficult to obtain a urethane prepolymer having a desired molecular weight and structure.
The reaction between the isocyanate group and the polyamine component is preferably carried out in an organic solvent at 60°C or less. If the temperature is higher than that, it becomes difficult to control the reaction rate, and it becomes difficult to obtain a urethane-based polymer having a predetermined molecular weight and structure.

[オキシド化]
3級アミノ基含有不飽和モノマー、または、3級アミノ基を有するウレタンポリマーを含む溶液に、オキシド化剤を加えて20℃~100℃の範囲で0.1~100時間、好ましくは1~50時間反応させることによって、3級アミノ基をオキシド化することができる。
[Oxidation]
An oxidizing agent is added to a solution containing a tertiary amino group-containing unsaturated monomer or a urethane polymer having a tertiary amino group, and the mixture is heated at 20°C to 100°C for 0.1 to 100 hours, preferably 1 to 50 hours. Tertiary amino groups can be oxidized by reacting for time.

オキシド化剤としては、過酸化物又はオゾン等の酸化剤が用いられる。
過酸化物としては、過酸化水素、過硫酸アンモニウム、過硫酸ソーダ、過酢酸、メタクロロ過安息香酸、ベンゾイルパーオキシド、t-ブチルハイドロパーオキシド等が挙げられ、過酸化水素が好ましく、通常は水溶液の形で用いられる。程度の違いはあるが、過酸化物にはラジカル発生剤としての機能もあるので、3級アミノ基含有不飽和モノマー(a1)を必須の原料とするビニル系ポリマーの場合には、重合後にオキシド化することが好ましい。また、後述するウレタン系ポリマーの場合にも副反応が生じないように、重合後にオキシド化することが好ましい。
一般的にはオキシド化剤の使用量は、オキシド化可能な官能基、即ち、3級アミノ基に対して、0.2~3倍モル当量の割合で使用し、更に0.5~2倍モル当量使用するのがより好ましい。
As the oxidizing agent, an oxidizing agent such as peroxide or ozone is used.
Examples of peroxides include hydrogen peroxide, ammonium persulfate, sodium persulfate, peracetic acid, metachloroperbenzoic acid, benzoyl peroxide, t-butyl hydroperoxide, etc. Hydrogen peroxide is preferred, and is usually an aqueous solution. used in the form Although there is a difference in degree, peroxides also function as radical generators, so in the case of a vinyl polymer containing a tertiary amino group-containing unsaturated monomer (a1) as an essential raw material, oxide It is preferable to Also, in the case of a urethane-based polymer, which will be described later, it is preferable to oxidize after polymerization so as not to cause a side reaction.
Generally, the amount of the oxidizing agent used is 0.2 to 3 times the molar equivalent of the oxidizable functional group, that is, the tertiary amino group, and further 0.5 to 2 times the molar equivalent. It is more preferred to use molar equivalents.

得られたポリマー溶液は、残存した過酸化物を公知の方法で処理した後、使用することもできる。具体的には還元剤添加処理、イオン交換処理、活性炭処理、金属触媒による処理等があげられる。
得られたポリマー溶液はそのまま使用することもできるが、必要に応じて再沈殿、溶媒留去等の公知の方法でアミンオキシド基含有ポリマーを単離して使用することも出来る。また、単離したアミンオキシド基含有ポリマーは、必要ならば再沈殿や、溶剤洗浄、膜分離、吸着処理等によってさらに精製できる。
The obtained polymer solution can also be used after treating the residual peroxide by a known method. Specific examples include reducing agent addition treatment, ion exchange treatment, activated carbon treatment, treatment with a metal catalyst, and the like.
The obtained polymer solution can be used as it is, but if necessary, the amine oxide group-containing polymer can be isolated and used by known methods such as reprecipitation and solvent distillation. In addition, the isolated amine oxide group-containing polymer can be further purified by reprecipitation, solvent washing, membrane separation, adsorption treatment, or the like, if necessary.

<アミンオキシド基含有量>
アミンオキシド基は、バイオフィルム形成抑制性をポリマーに付与する。ウレタン系ポリマー(a)中のアミンオキシド基含有量は、好ましくは0.25~5mmol/gであり、より好ましくは0.5~2mmol/gである。0.25~5mmol/gであることにより、長時間水中に浸漬しても最適なバイオフィルム形成抑制能を維持することができる。
ウレタン系ポリマー(a)中のアミンオキシド基含有量は、アミンオキシド基を有するモノマーを重合してウレタン系ポリマー(a)を得る場合には、重合に用いたアミンオキシド基を有するモノマーの量から求めることができる。一方、3級アミノ基含有モノマーを必須とするモノマーを重合した後に得られたポリマーをオキシド化する場合には、下記数式1によって算出できる。
<Amine oxide group content>
The amine oxide groups impart biofilm formation inhibitory properties to the polymer. The amine oxide group content in the urethane-based polymer (a) is preferably 0.25-5 mmol/g, more preferably 0.5-2 mmol/g. By setting it to 0.25 to 5 mmol/g, it is possible to maintain the optimum biofilm formation suppressing ability even when immersed in water for a long time.
When the urethane-based polymer (a) is obtained by polymerizing a monomer having an amine oxide group, the amine oxide group content in the urethane-based polymer (a) is determined from the amount of the monomer having an amine oxide group used for polymerization. can ask. On the other hand, in the case of oxidizing a polymer obtained after polymerizing a monomer essentially containing a tertiary amino group-containing monomer, it can be calculated according to Equation 1 below.

Figure 0007272066000007
Figure 0007272066000007

<質量平均分子量(Mw)>
ウレタン系ポリマー(a)の質量平均分子量は、10,000~10,000,000であり、好ましくは5,000~6,000,000であり、より好ましくは10,000~600,000であり、特に好ましくは10,000~100,000である。
分子量が10,000以上であることにより、凝集力を付与でき、塗工基材からの剥離を抑制でき、長期間のバイオフィルム形成抑制効果を発揮する。また、10,000,000以下であることにより、適正な粘度になることから、塗工適性が向上する。そのため、ウレタン系ポリマー(a)の質量平均分子量を、上記特定範囲内に限定する。
<Mass average molecular weight (Mw)>
The weight average molecular weight of the urethane polymer (a) is 10,000 to 10,000,000, preferably 5,000 to 6,000,000, more preferably 10,000 to 600,000. , particularly preferably 10,000 to 100,000.
When the molecular weight is 10,000 or more, cohesive force can be imparted, peeling from the coating substrate can be suppressed, and a long-term biofilm formation suppressing effect can be exhibited. In addition, when it is 10,000,000 or less, the viscosity is appropriate, and thus the coatability is improved. Therefore, the mass-average molecular weight of the urethane-based polymer (a) is limited within the above specific range.

<架橋剤>
本発明のバイオフィルム形成抑制コート剤は、架橋剤を含むことができる。架橋剤を含むことにより、前述のウレタン系ポリマー(a)が架橋性基を有する場合、塗膜に架橋を形成して耐水性を向上させることができる。
本発明で用いることのできる架橋剤としては、前述のウレタン系ポリマー(a)中に含まれるカルボキシル基と反応するものが好ましく、例えば、エポキシ基、イソシアネート基、及びアジリジニル基から選ばれる少なくとも一種の官能基を有するものの他、金属キレート化合物、カルボジイミド基含有化合物等が挙げられる。これらの架橋剤は、塗膜の弾性率や耐性を上げる目的で使用したり、接着力を調製したりするために用いることができる。
<Crosslinking agent>
The biofilm formation suppression coating agent of the present invention can contain a cross-linking agent. By including a cross-linking agent, when the urethane-based polymer (a) has a cross-linkable group, cross-linking can be formed in the coating film to improve water resistance.
The cross-linking agent that can be used in the present invention is preferably one that reacts with the carboxyl group contained in the urethane polymer (a) described above. In addition to those having functional groups, metal chelate compounds, carbodiimide group-containing compounds, and the like can be mentioned. These cross-linking agents can be used for the purpose of increasing the elastic modulus and resistance of the coating film, and can be used for adjusting the adhesive force.

[エポキシ基を有する架橋剤]
本発明で用いられるエポキシ基を有する架橋剤としては、1分子中に2個以上のエポキシ基を有するものであればよく、特に限定されるものではない。
2官能エポキシ基を有する架橋剤としては、例えば、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレンオキサイドジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、テトラメチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリテトラメチレングリコールジグリシジルエーテル、1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、ポリブタジエンジグリシジルエーテル等の脂肪族エポキシ化合物、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、ビフェノール型エポキシ樹脂、ジヒドロキシベンゾフェノンジグリシジルエーテル、レゾルシノールジグリシジルエーテル、ヒドロキノンジグリシジルエーテル、ジヒドロキシアントラセン型エポキシ樹脂、ビスフェノールフルオレンジグリシジルエーテル、N,N-ジグリシジルアニリン等の芳香族エポキシ化合物、上記記載の芳香族エポキシ化合物の水素添加物、ヘキサヒドロフタル酸ジグリシジルエステル等の脂環式エポキシ化合物などが挙げられる。
エポキシ基を3つ以上有する架橋剤としては、例えば、トリグリシジルイソシアヌレート、トリスフェノール型エポキシ化合物、テトラキスフェノール型エポキシ化合物、フェノールノボラック型エポキシ化合物等が挙げられる。
[Crosslinking Agent Having Epoxy Group]
The epoxy group-containing cross-linking agent used in the present invention is not particularly limited as long as it has two or more epoxy groups in one molecule.
Examples of cross-linking agents having a bifunctional epoxy group include ethylene glycol diglycidyl ether, polyethylene oxide diglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ether, tetramethylene glycol diglycidyl ether, and polytetramethylene glycol diglycidyl. Aliphatic epoxy compounds such as ether, 1,6-hexanediol diglycidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether, polybutadiene diglycidyl ether, bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, biphenol type Aromatic epoxy compounds such as epoxy resins, dihydroxybenzophenone diglycidyl ether, resorcinol diglycidyl ether, hydroquinone diglycidyl ether, dihydroxyanthracene type epoxy resins, bisphenol fluorenediglycidyl ether, N,N-diglycidylaniline, etc. Hydrogenated products of epoxy compounds, alicyclic epoxy compounds such as diglycidyl hexahydrophthalate, and the like are included.
Examples of cross-linking agents having three or more epoxy groups include triglycidyl isocyanurate, trisphenol-type epoxy compounds, tetrakisphenol-type epoxy compounds, phenol novolac-type epoxy compounds, and the like.

[イソシアネート基を有する架橋剤]
本発明で用いられるイソシアネート基を有する架橋剤としては、1分子中に2個以上のイソシアネート基を有した化合物であればよく、特に限定されるものではない。
2官能イソシアネート化合物としては、例えば、2,2’-ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4-トリレンジイソシアネート、2,6-トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等を挙げることができる。
3官能イソシアネート化合物としては、上記で説明したジイソシアネートのトリメチロールプロパンアダクト体、水と反応したビュウレット体、イソシアヌレート環を有する3量体が挙げられる。
また、イソシアネート基を有する架橋剤中のイソシアネート基は、ブロック化されていても良いし、ブロック化されていなくても良い。
本発明で用いられるブロック化イソシアネート架橋剤としては、前記イソシアネート化合物中のイソシアネート基がε-カプロラクタム、MEKオキシム、シクロヘキサノンオキシム、ピラゾール、フェノール等でブロックされたブロック化イソシアネート化合物であればよく、特に限定されるものではない。
[Crosslinking agent having isocyanate group]
The isocyanate group-containing cross-linking agent used in the present invention is not particularly limited as long as it is a compound having two or more isocyanate groups in one molecule.
Examples of bifunctional isocyanate compounds include 2,2′-diphenylmethane diisocyanate, 2,4′-diphenylmethane diisocyanate, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, hexa Examples include methylene diisocyanate and isophorone diisocyanate.
Examples of the trifunctional isocyanate compound include the trimethylolpropane adduct of the diisocyanate described above, the water-reacted biuret form, and the trimer having an isocyanurate ring.
Moreover, the isocyanate group in the cross-linking agent having an isocyanate group may be blocked or may not be blocked.
The blocked isocyanate crosslinking agent used in the present invention may be a blocked isocyanate compound in which the isocyanate group in the isocyanate compound is blocked with ε-caprolactam, MEK oxime, cyclohexanone oxime, pyrazole, phenol, or the like, and is particularly limited. not to be

[アジリジニル基を有する架橋剤]
本発明で用いられるアジリジン化合物としては、1分子中に2個以上のアジリジン基を有した化合物であればよく、特に限定されるものではない。アジリジン化合物としては、例えば、2,2’-ビスヒドロキシメチルブタノールトリス[3-(1-アジリジニル)プロピオネート]、4,4-ビス(エチレンイミノカルボニルアミノ)ジフェニルメタン等が挙げられる。
[Crosslinking Agent Having Aziridinyl Group]
The aziridine compound used in the present invention is not particularly limited as long as it is a compound having two or more aziridine groups in one molecule. Examples of aziridine compounds include 2,2′-bishydroxymethylbutanol tris[3-(1-aziridinyl)propionate], 4,4-bis(ethyleneiminocarbonylamino)diphenylmethane, and the like.

[カルボジイミド基含有化合物]
本発明で用いられるカルボジイミド基含有化合物としては、日清紡績株式会社のカルボジライトシリーズを用いることができ、V-02、V-04、V-06、V-10などの水性タイプ、V-01、V-03、V-05、V―07、V―09などの油性タイプ等が挙げられる。
[Carbodiimide group-containing compound]
As the carbodiimide group-containing compound used in the present invention, the Carbodilite series of Nisshinbo Co., Ltd. can be used, and aqueous types such as V-02, V-04, V-06, V-10, V-01 , V-03, V-05, V-07 and V-09.

[β-ヒドロキシアルキルアミド基含有化合物]
本発明では、β-ヒドロキシアルキルアミド基含有化合物も架橋剤として用いることができる。
β-ヒドロキシアルキルアミド基含有化合物としては、分子内にβ-ヒドロキシアルキルアミド基を含有する化合物であればよく、特に限定されるものではない。β-ヒドロキシアルキルアミド基含有化合物としては、N,N,N’,N’-テトラキス(ヒドロキシエチル)アジパミド(エムスケミー社製PrimidXL-552)をはじめとする種々の化合物を挙げることができる。
[β-hydroxyalkylamide group-containing compound]
In the present invention, a compound containing a β-hydroxyalkylamide group can also be used as a cross-linking agent.
The β-hydroxyalkylamide group-containing compound is not particularly limited as long as it contains a β-hydroxyalkylamide group in the molecule. Examples of the β-hydroxyalkylamide group-containing compound include various compounds such as N,N,N',N'-tetrakis(hydroxyethyl)adipamide (PrimidXL-552 manufactured by Em Chemie).

本発明において、架橋剤は、一種のみを単独で用いてもよいし、複数を併用しても良い。架橋剤の使用量は、ウレタン系ポリマー(a)中に含まれる官能基の種類やモル数を考慮して決定すればよく、特に限定されるものではないが、通常はウレタン系ポリマー(a)100質量部に対して0.1質量部~100質量部の範囲で用いられる。ウレタン系ポリマー(a)中に含まれる官能基のモル数よりも少ない範囲で配合することで、未反応の架橋剤が遊離する懸念をなくすことができる。この範囲であれば、目的とするバイオフィルム形成抑制の各効果に、特に優れた性能が発現される。 In the present invention, the cross-linking agent may be used singly or in combination of two or more. The amount of the cross-linking agent to be used may be determined in consideration of the type and number of moles of functional groups contained in the urethane polymer (a), and is not particularly limited, but usually the urethane polymer (a) It is used in the range of 0.1 parts by mass to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass. By blending in a range smaller than the number of moles of the functional groups contained in the urethane-based polymer (a), it is possible to eliminate concerns about liberation of unreacted cross-linking agents. Within this range, particularly excellent performance is exhibited in each of the intended effects of suppressing biofilm formation.

<バイオフィルム形成抑制コート剤の調整>
本発明のバイオフィルム形成抑制コート剤は、コート剤100質量%中、前記ウレタン系ポリマー(a)を1~50質量%含むことが好ましく、5~30質量%含むことがより好ましい。ウレタン系ポリマー(a)含有量を1質量%以上とすることで、アミンオキシド基によるバイオフィルム形成抑制の効果を発揮することができる。また、本発明のバイオフィルム形成抑制コート剤は、ウレタン系ポリマー(a)以外の成分を含んでも良い。
<Adjustment of biofilm formation suppression coating agent>
The biofilm formation-inhibiting coating agent of the present invention preferably contains 1 to 50% by mass, more preferably 5 to 30% by mass, of the urethane-based polymer (a) in 100% by mass of the coating agent. By setting the urethane-based polymer (a) content to 1% by mass or more, the effect of suppressing biofilm formation by amine oxide groups can be exhibited. Moreover, the biofilm formation suppression coating agent of this invention may also contain components other than a urethane-type polymer (a).

<溶媒>
本発明のバイオフィルム形成抑制コート剤は、ウレタン系ポリマー(a)以外の成分として溶媒を含有してもよく、2種以上を併用して含んでもよい。溶媒は、アミンオキシド量に依存するウレタン系ポリマー(a)の溶解性や印刷条件等を考慮し、従来公知の溶媒から適宜選択することができる。
例えば、ウレタン系ポリマー(a)中のアミンオキシド量がの多い場合、水、メタノールやエタノール等のアルコール類、アセトンやエチルメチルケトン等のケトン類、テトラヒドロフランやジエチルエーテル等のエーテル類、酢酸メチルや酢酸エチル等のエステル類、ジメチルスルホキシド、アセトニトリル、ギ酸や酢酸等の有機酸、N,N-ジメチルホルムアミド等の有機塩基を選択することができる。一方、ウレタン系ポリマー(a)中のアミンオキシド量がの少ない場合、アセトンやエチルメチルケトン等のケトン類、テトラヒドロフランやジエチルエーテル等のエーテル類、酢酸メチルや酢酸エチル等のエステル類、ジメチルスルホキシド、アセトニトリルに加え、ジクロロメタンやトリクロロメタン等のハロゲン溶媒を選択することができる。
<Solvent>
The biofilm formation-inhibiting coating agent of the present invention may contain a solvent as a component other than the urethane-based polymer (a), or may contain two or more of them in combination. The solvent can be appropriately selected from conventionally known solvents in consideration of the solubility of the urethane-based polymer (a), which depends on the amount of amine oxide, printing conditions, and the like.
For example, when the amount of amine oxide in the urethane polymer (a) is large, water, alcohols such as methanol and ethanol, ketones such as acetone and ethyl methyl ketone, ethers such as tetrahydrofuran and diethyl ether, methyl acetate and Esters such as ethyl acetate, dimethylsulfoxide, acetonitrile, organic acids such as formic acid and acetic acid, and organic bases such as N,N-dimethylformamide can be selected. On the other hand, when the amount of amine oxide in the urethane polymer (a) is small, ketones such as acetone and ethyl methyl ketone, ethers such as tetrahydrofuran and diethyl ether, esters such as methyl acetate and ethyl acetate, dimethyl sulfoxide, In addition to acetonitrile, halogen solvents such as dichloromethane and trichloromethane can be selected.

さらに、本発明のバイオフィルム形成抑制コート剤は、本発明の効果を損なわない範囲で、各種の添加剤を含有してもよい。 Furthermore, the biofilm formation suppression coating agent of the present invention may contain various additives within a range that does not impair the effects of the present invention.

<バイオフィルム形成抑制積層体>
本発明のバイオフィルム形成抑制積層体は、基材上に、本発明のバイオフィルム形成抑制コート剤からなる塗膜を有するものである。
塗膜を形成する方法としては、基材に応じて、様々な塗膜形成方法(塗工・印刷・乾燥方法)を選択することができる。一例として、グラビア・オフセット等の各種印刷方式のほか、インクジェット方式、スプレー方式、浸漬方式等が挙げられるがこれらに限定されるものではない。塗工後の乾燥は、溶媒を除去できればよく、バイオフィルム形成抑制コート剤に含まれる溶媒等から適宜乾燥温度を選択することができる。工業的には、40~180℃で2分間程度であるのが望ましい。さらに、本発明のバイオフィルム形成抑制コート剤が架橋剤を含む場合、架橋反応を促進させるための工程を設けることが好ましい。架橋条件は、一般的に40~150℃で6~24時間であるが、これらに限定されない。
バイオフィルム形成抑制コート剤からなる塗膜の厚みは、本発明の効果を損なわない範囲で適宜選択でき、0.5~2μmでも十分効果を発揮する。
<Biofilm formation suppression laminate>
The biofilm formation-inhibiting laminate of the present invention has a coating film formed of the biofilm formation-inhibiting coating agent of the present invention on a substrate.
As a method for forming a coating film, various coating film forming methods (coating/printing/drying method) can be selected according to the substrate. Examples thereof include various printing methods such as gravure and offset, as well as an inkjet method, a spray method, and an immersion method, but are not limited to these. Drying after coating is sufficient as long as the solvent can be removed, and the drying temperature can be appropriately selected from the solvent and the like contained in the biofilm formation-inhibiting coating agent. Industrially, it is desirable that the temperature is 40 to 180° C. for about 2 minutes. Furthermore, when the biofilm formation suppressing coating agent of the present invention contains a cross-linking agent, it is preferable to provide a step for promoting the cross-linking reaction. Cross-linking conditions are generally 40-150° C. for 6-24 hours, but are not limited thereto.
The thickness of the coating film made of the biofilm formation-inhibiting coating agent can be appropriately selected within a range that does not impair the effects of the present invention.

<基材>
本発明のバイオフィルム形成抑制コート剤は、バイオフィルムの危害が懸念される広い分野に適用することが可能であるため、医療機器、製造設備又は水槽内面等、微生物が付着し、バイオフィルムが形成することが想定される物質表面に、好適に用いることができる。そのため、基材としては、上記用途で従来公知に用いられる基材であれば制限無く使用することができ、例えば、プラスチック、ガラス、セラミックス、金属等の材質からなる基材が挙げられる。
<Base material>
Since the biofilm formation suppression coating agent of the present invention can be applied to a wide range of fields where biofilm hazards are a concern, microorganisms adhere to medical equipment, manufacturing equipment, or the inner surface of water tanks, etc., and biofilms are formed. It can be suitably used on the surface of a substance that is assumed to be used. Therefore, as the substrate, any substrate that has been conventionally used for the above applications can be used without limitation, and examples thereof include substrates made of materials such as plastics, glass, ceramics, and metals.

以下の実施例により、本発明を具体的に説明するが、以下の実施例は本発明の権利範囲を何ら制限するものではない。なお、実施例における、「部」及び「%」は、「質量部」及び「質量%」を表す。 The present invention will be specifically described by the following examples, but the following examples are not intended to limit the scope of rights of the present invention. In addition, "parts" and "%" in the examples represent "mass parts" and "mass%".

<質量平均分子量(Mw)の測定方法>
ウレタン系ポリマー(a)の質量平均分子量はゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によって標準ポリスチレン換算で計測した値を採用した。測定装置及び測定条件としては、下記条件1によることを基本とし、試料の溶解性等により条件2とした。ただし、重合体種によっては、さらに適宜適切なキャリア(溶離液)及びそれに適合したカラムを選定した。その他の事項については、JISK7252-1~4:2008に基づいた。なお、難溶の高分子化合物については下記条件の下、溶解可能な濃度で測定した。
また、ウレタン系ポリマー(a)の分子量測定が困難な場合は、アミンオキシド前駆体ポリマーの質量平均分子量をウレタン系ポリマー(a)の質量平均分子量とした。アミンオキシド前駆体ポリマーの質量平均分子量はゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によって標準ポリスチレン換算で計測した値を採用し、測定装置及び測定条件としては、下記条件3によった。
(条件1)
カラム:TOSOHTSKgelSuperHZM-H、
TOSOHTSKgelSuperHZ4000 及び
TOSOHTSKgelSuperHZ10,000を連結したもの。
キャリア:テトラヒドロフラン
測定温度:40℃
キャリア流量:1.0mL/min
試料濃度:0.1質量%
検出器:RI(屈折率)検出器
注入量:0.1mL
(条件2)
カラム:TOSOHTSKgelSuperAWM-Hを2本連結したもの。
キャリア:10mMLiBr/N-メチルピロリドン
測定温度:40℃
キャリア流量:1.0mL/min
試料濃度:0.1質量%
検出器:RI(屈折率)検出器
注入量:0.1mL
(条件3)
カラム:TOSOHTSKgelSuperAW4000、
TOSOHTSKgelSuperAW3000 及び
TOSOHTSKgelSuperAW2500を連結したもの。
キャリア:N,N-ジメチルホルムアミド(1L)、トリエチルアミン(3.04g)、 LiBr(0.87g)の混合液
測定温度:40℃
キャリア流量:0.6mL/min
<Method for measuring mass average molecular weight (Mw)>
The weight average molecular weight of the urethane-based polymer (a) was measured by gel permeation chromatography (GPC) in terms of standard polystyrene. The measurement apparatus and measurement conditions were based on condition 1 below, and condition 2 was selected depending on the solubility of the sample and the like. However, depending on the type of polymer, a more appropriate carrier (eluent) and a column compatible with it were selected. Other matters were based on JISK7252-1 to 4:2008. For poorly soluble polymer compounds, measurements were made at a soluble concentration under the following conditions.
Moreover, when the molecular weight measurement of the urethane-based polymer (a) is difficult, the weight-average molecular weight of the amine oxide precursor polymer was used as the weight-average molecular weight of the urethane-based polymer (a). The mass-average molecular weight of the amine oxide precursor polymer employs a value measured by gel permeation chromatography (GPC) in terms of standard polystyrene.
(Condition 1)
Column: TOSOHTSKgelSuperHZM-H,
A combination of TOSOHTSKgelSuperHZ4000 and TOSOHTSKgelSuperHZ10,000.
Carrier: Tetrahydrofuran Measuring temperature: 40°C
Carrier flow rate: 1.0 mL/min
Sample concentration: 0.1% by mass
Detector: RI (refractive index) detector Injection volume: 0.1 mL
(Condition 2)
Column: Two columns of TOSOHTSKgelSuperAWM-H are connected.
Carrier: 10 mM LiBr/N-methylpyrrolidone Measurement temperature: 40°C
Carrier flow rate: 1.0 mL/min
Sample concentration: 0.1% by mass
Detector: RI (refractive index) detector Injection volume: 0.1 mL
(Condition 3)
Column: TOSOH TSKgel Super AW4000,
A combination of TOSOHTSKgelSuperAW3000 and TOSOHTSKgelSuperAW2500.
Carrier: N,N-dimethylformamide (1 L), triethylamine (3.04 g), LiBr (0.87 g) mixed liquid Measurement temperature: 40 ° C.
Carrier flow rate: 0.6 mL/min

<酸価の測定方法>
酸価は、樹脂1g中に含有する酸基は中和するのに必要とする水酸化カリウムのmmolで、測定方法は既知の方法でよく、一般的にはJISK0070に準じて行われる。その手法を以下に示した。
試料を0.5~2g精秤する(固形分量:Sg)。精秤した試料に中性エタノール10mLを加え溶解させる。得られた溶液を0.1mol/lエタノール性水酸化カリウム溶液(力価:F)で電位差滴定を行なう。電位差曲線が極大となった点を終点とし、この時の滴定量(AmL)を用い次の(式2)により酸価を求めた。
(式2) 酸価(mmol/g)=(A×F×0.1)/S
<Method for measuring acid value>
The acid value is expressed in mmol of potassium hydroxide required to neutralize acid groups contained in 1 g of resin, and may be measured by a known method, generally according to JIS K0070. The method is shown below.
Accurately weigh 0.5 to 2 g of the sample (solid content: Sg). 10 mL of neutral ethanol is added to the precisely weighed sample to dissolve it. The obtained solution is subjected to potentiometric titration with 0.1 mol/l ethanolic potassium hydroxide solution (titer: F). The point at which the potential difference curve reached a maximum was defined as the end point, and the titration amount (AmL) at this time was used to determine the acid value by the following (Equation 2).
(Formula 2) Acid value (mmol/g) = (A x F x 0.1)/S

<アミン価の測定方法>
アミン価は、樹脂1g中に含有するアミノ基を中和するのに必要とする塩酸の当量と同量の水酸化カリウムのmmolである。アミン価の測定方法については、以下の方法により行った。
試料を0.5~2g精秤する(固形分量:Sg)。精秤した試料に中性エタノール10mLを加え溶解させる。得られた溶液を0.1mol/lエタノール性塩酸溶液(力価:f)で電位差滴定を行なう。電位差曲線が極大となった点を終点とし、この時の滴定量(AmL)を用い次の(式3)によりアミン価を求めた。
(式3) アミン価(mmol/g)=(A×f×0.1)/S
<Method for measuring amine value>
The amine number is the equivalent of hydrochloric acid in mmol of potassium hydroxide required to neutralize the amino groups contained in 1 g of resin. The amine value was measured by the following method.
Accurately weigh 0.5 to 2 g of the sample (solid content: Sg). 10 mL of neutral ethanol is added to the precisely weighed sample to dissolve it. The resulting solution is subjected to potentiometric titration with a 0.1 mol/l ethanolic hydrochloric acid solution (titer: f). The point at which the potential difference curve reached a maximum was defined as the end point, and the titration amount (AmL) at this time was used to determine the amine value according to the following (Equation 3).
(Formula 3) Amine value (mmol/g) = (A x f x 0.1)/S

<アミンオキシド基含有ウレタン系ポリマー(a)の合成>
(製造例1)
撹拌機、還流冷却管、窒素導入管、導入管、温度計を備えた4口フラスコに、3級アミノ基含有ジオールとしてN-メチルジエタノールアミンを4.75部、ポリオール成分としてP2011(クラレポリオールP2011(ポリエステルポリオール、株式会社クラレ製、水酸基価56.1)を130.10部、ポリイソシアネート成分としてヘキサメチレンジイソシアネートを19.6部仕込み、窒素気流下、撹拌しながら60℃まで昇温し、均一に溶解させた。続いて、これに触媒としてジブチル錫ジラウレート0.002部を投入し、110℃で3時間反応させた。
その後、温度を40℃に低下し、ポリアミン成分としてイソホロンジアミン0.60部を滴下し、鎖延長反応を行った。さらに末端停止剤としてジエチルエタノールアミンを1.65部加え、40℃で30分反応させることで、アミンオキシド前駆体ポリマー、即ち3級アミノ基を有するポリマーの溶液を得た、
次に、得られた3級アミノ基を有するポリマーの溶液に、オキシド化剤として35%過酸化水素水を3.91部(3級アミノ基と等モル量)加え、70℃で16時間反応させることでアミノ基のオキシド化を行った。アミンオキシド変換率が98%を超えたことを確認後、冷却して取り出し、その後、オーブンで溶媒を完全に揮発させ、ウレタン系ポリマー(a)を得た。
得られたポリマーのアミンオキシド基含有量は、0.26mmol/gであった。
また、得られたウレタン系ポリマー(a)の質量平均分子量は15200であった。
<Synthesis of urethane-based polymer (a) containing amine oxide group>
(Production example 1)
A four-necked flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, a nitrogen inlet tube, an inlet tube, and a thermometer was charged with 4.75 parts of N-methyldiethanolamine as a tertiary amino group-containing diol and P2011 (Kuraray Polyol P2011 (Kuraray Polyol P2011) as a polyol component. 130.10 parts of polyester polyol (manufactured by Kuraray Co., Ltd., hydroxyl value 56.1) and 19.6 parts of hexamethylene diisocyanate as a polyisocyanate component were charged, and the mixture was heated to 60°C while stirring under a stream of nitrogen to dissolve uniformly. Subsequently, 0.002 part of dibutyltin dilaurate was added as a catalyst to this and reacted at 110° C. for 3 hours.
After that, the temperature was lowered to 40° C., and 0.60 part of isophoronediamine was added dropwise as a polyamine component to carry out a chain extension reaction. Furthermore, 1.65 parts of diethylethanolamine was added as a terminal terminator and reacted at 40° C. for 30 minutes to obtain a solution of an amine oxide precursor polymer, that is, a polymer having a tertiary amino group.
Next, 3.91 parts of 35% aqueous hydrogen peroxide as an oxidizing agent (an amount equimolar to the tertiary amino group) was added to the resulting solution of the polymer having a tertiary amino group, and the mixture was reacted at 70°C for 16 hours. Oxidation of the amino group was carried out by After confirming that the amine oxide conversion rate exceeded 98%, it was cooled and taken out, and then the solvent was completely volatilized in an oven to obtain a urethane polymer (a).
The amine oxide group content of the obtained polymer was 0.26 mmol/g.
Moreover, the mass average molecular weight of the obtained urethane-based polymer (a) was 15,200.

(製造例2~6)(比較製造例1~2)
製造例1と同様の方法で、表1の組成及び仕込み質量部に従って合成を行い、ポリマー(製造例2~6)(比較製造例1~2)を合成した。
(Production Examples 2-6) (Comparative Production Examples 1-2)
In the same manner as in Production Example 1, synthesis was carried out according to the composition and charged mass parts shown in Table 1 to synthesize polymers (Production Examples 2-6) (Comparative Production Examples 1-2).

得られたウレタン系ポリマーについて、特性値を表1に示す。 Table 1 shows the characteristic values of the obtained urethane-based polymer.

Figure 0007272066000008
Figure 0007272066000008




以下に、表1中の略称を示す。
MDEA:N-メチルジエタノールアミン
DMAP:3-ジメチルアミノプロパン-1,2-ジオール
DMBA:ジメチロールブタン酸
P2011:クラレポリオールP2011(ポリエステルポリオール、株式会社クラレ製、水酸基価56.1)
PEG♯2000:PEG♯2000(ポリエチレングリコール、日油株式会社製、分子量2,000)
D2000:ユニオールD2000(ポリプロピレングリコール、日油株式会社製、分子量2,000)
HDI:ヘキサメチレンジイソシアネート
IPDI:イソホロンジイソシアネート
IPDA:イソホロンジアミン
DEEA:ジエチルエタノールアミン
HPO:35%過酸化水素水
Abbreviations in Table 1 are shown below.
MDEA: N-methyldiethanolamine
DMAP: 3-dimethylaminopropane-1,2-diol
DMBA: dimethylolbutanoic acid
P2011: Kuraray polyol P2011 (polyester polyol, manufactured by Kuraray Co., Ltd., hydroxyl value 56.1)
PEG#2000: PEG#2000 (polyethylene glycol, manufactured by NOF Corporation, molecular weight 2,000)
D2000: Uniol D2000 (polypropylene glycol, manufactured by NOF Corporation, molecular weight 2,000)
HDI: Hexamethylene diisocyanate
IPDI: isophorone diisocyanate
IPDA: isophorone diamine
DEEA: Diethylethanolamine
HPO: 35% hydrogen peroxide solution

<バイオフィルム形成抑制コート剤の調整>
[実施例1]
(バイオフィルム形成抑制コート剤1)
得られたアミンオキシド基含有ポリマー(製造例1)10.0部をエタノール90.0部で希釈し、10%塗液を調製し、バイオフィルム形成抑制コート剤1を得た。
<Adjustment of biofilm formation suppression coating agent>
[Example 1]
(Biofilm formation suppression coating agent 1)
10.0 parts of the resulting amine oxide group-containing polymer (manufacturing example 1) was diluted with 90.0 parts of ethanol to prepare a 10% coating solution, and a biofilm formation-inhibiting coating agent 1 was obtained.

[実施例2~10、比較例1~2]
(バイオフィルム形成抑制コート剤2~12)
実施例1と同様にして、表2の組成及び仕込み質量部にてバイオフィルム形成抑制コート剤2~12を調整した。
[Examples 2-10, Comparative Examples 1-2]
(Biofilm formation suppression coating agents 2 to 12)
In the same manner as in Example 1, biofilm formation suppression coating agents 2 to 12 were prepared with the composition and charged mass parts shown in Table 2.

Figure 0007272066000009
Figure 0007272066000009



以下に、表2中の略称を示す。
ALCH:川研ファインケミカル株式会社製、アルミキレート化合物
PZ33:日本触媒株式会社製、多官能アジリジン化合物
V02:日清紡株式会社製、水性カルボジイミド基含有化合物
EX321L:ナガセケムテックス株式会社製、多官能脂肪族エポキシ化合物
XL552:エムスケミー株式会社製、ヒドロキシアルキルアミド基含有化合物
EtOH:エタノール
EtOAc:酢酸エチル
Abbreviations in Table 2 are shown below.
ALCH: Aluminum chelate compound manufactured by Kawaken Fine Chemicals Co., Ltd.
PZ33: Polyfunctional aziridine compound manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.
V02: Aqueous carbodiimide group-containing compound manufactured by Nisshinbo Inc.
EX321L: Polyfunctional aliphatic epoxy compound manufactured by Nagase ChemteX Corporation
XL552: Hydroxyalkylamide group-containing compound manufactured by M Chemie Co., Ltd.
EtOH: ethanol
EtOAc: ethyl acetate

<バイオフィルム形成抑制コート剤の評価>
実施例及び比較例で得られたバイオフィルム形成抑制コート剤(塗液)について、以下の評価を行った。結果を表3に示す。
<Evaluation of biofilm formation inhibitor coating agent>
The biofilm formation-inhibiting coating agents (coating liquids) obtained in Examples and Comparative Examples were evaluated as follows. Table 3 shows the results.

[耐水性]
得られたコート剤1-12を、精密秤量した浅型金属容器に2.0g添加し、150℃で10分加熱し乾燥させた。オーブンから取り出し、浅型金属容器ごと精密秤量した後、浅型金属容器にイオン交換水5.0gを加え一晩静置した。浅型金属容器からイオン交換水を吸引排出した後、再度150℃で10分乾燥し、浅型金属容器を精密秤量した。下記式で水への溶解度を算出し、耐水性を4段階の評価基準に基づいて評価した。
水への溶解度(%)=100-[(z-x)/(y-x)]×100
x:浅型金属容器の質量(g)
y:イオン交換水で処理する前の質量(g)
z:イオン交換水で処理した後の質量(g)
◎:水への溶解度≦2%:非常に良好
○:2%<水への溶解度≦4%:良好
△:4%<水への溶解度≦10%:使用可能
×:10%<水への溶解度:使用不可
[water resistant]
2.0 g of the resulting coating agent 1-12 was added to a precisely weighed shallow metal container and dried by heating at 150° C. for 10 minutes. After taking out from the oven and precisely weighing together with the shallow metal container, 5.0 g of ion-exchanged water was added to the shallow metal container and allowed to stand overnight. After the ion-exchanged water was sucked out from the shallow metal container, it was again dried at 150° C. for 10 minutes, and the shallow metal container was precisely weighed. The solubility in water was calculated by the following formula, and the water resistance was evaluated based on the four-level evaluation criteria.
Water solubility (%) = 100-[(zx)/(yx)] x 100
x: mass of shallow metal container (g)
y: Mass (g) before treatment with ion-exchanged water
z: Mass (g) after treatment with ion-exchanged water
◎: water solubility ≤ 2%: very good ○: 2% < water solubility ≤ 4%: good △: 4% < water solubility ≤ 10%: usable ×: 10% < water solubility Solubility: not available

<バイオフィルム形成抑制積層体の製造と評価>
得られたコート剤1-12を、各々75μm厚ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(パナック(株)製;ルミラー#75、表面オゾン処理済)上に、乾燥後膜厚が1.0μmになるようバーコーターで塗工し、80℃で2分乾燥した後、80℃で24時間加熱し、積層体1-12を得た。別途、黄色ブドウ球菌(ATCC 25923)を、37℃で24時間前培養し、増殖させた。菌液をリン酸緩衝水(PBW)に加えて、1%菌液を調製した。
得られた積層体を、1.5cm×1.5cmの大きさに切り取り、塗工面が上向きになるように24ウェルマイクロプレート(ファルコン社製)の各ウェルに1枚ずつセットし、滅菌水1.0mL加え、37℃で24時間浸漬した。
次いで、24ウェルマイクロプレートから、滅菌水1.0mLを除去し、別途調製した黄色ブドウ球菌液1.0mLを加え、25℃で24時間又は25℃で168時間、それぞれ培養した。24時間又は168時間培養後、菌液を除去し、塗膜を滅菌水1.2mLで3回洗浄し、0.1%クリスタルバイオレット水溶液(和光純薬工業株式会社製)を添加し、20分間静置してバイオフィルムを染色した。その後、滅菌水1.2mLで3回洗浄し、風乾して、バイオフィルムが染色された積層体を得た。
上記染色された積層体について、33%酢酸溶液2.0mLを用いてクリスタルバイオレットを抽出し、マイクロプレートリーダーを用いて、抽出液の吸光度を測定した。
バイオフィルム形成抑制性を、吸光度から以下の4段階の評価基準で評価した。結果を表3に示す。
◎:吸光度≦0.10:非常に良好
○:0.10<吸光度≦0.13:良好
△:0.13<吸光度≦0.20:使用可能
×:0.20<吸光度:使用不可
<Production and evaluation of biofilm formation suppressing laminate>
Each of the obtained coating agents 1-12 was coated on a 75 μm thick polyethylene terephthalate (PET) film (manufactured by Panac Co., Ltd.; Lumirror #75, surface ozone-treated) and coated with a bar so that the film thickness after drying was 1.0 μm. After coating with a coater and drying at 80° C. for 2 minutes, it was heated at 80° C. for 24 hours to obtain a laminate 1-12. Separately, Staphylococcus aureus (ATCC 25923) was pre-incubated for 24 hours at 37° C. and grown. The bacterial solution was added to phosphate buffered water (PBW) to prepare a 1% bacterial solution.
The resulting laminate was cut into a size of 1.5 cm x 1.5 cm, and placed in each well of a 24-well microplate (manufactured by Falcon) so that the coated surface faces upward. 0 mL was added and immersed at 37° C. for 24 hours.
Then, 1.0 mL of sterilized water was removed from the 24-well microplate, 1.0 mL of separately prepared Staphylococcus aureus solution was added, and cultured at 25° C. for 24 hours or 25° C. for 168 hours. After culturing for 24 hours or 168 hours, remove the bacterial solution, wash the coating film with 1.2 mL of sterile water three times, add 0.1% crystal violet aqueous solution (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), and continue for 20 minutes. The biofilm was stained on standing. Then, it was washed with 1.2 mL of sterilized water three times and air-dried to obtain a biofilm-stained laminate.
Crystal violet was extracted from the stained laminate using 2.0 mL of a 33% acetic acid solution, and the absorbance of the extract was measured using a microplate reader.
The biofilm formation inhibitory property was evaluated from the absorbance according to the following four stages of evaluation criteria. Table 3 shows the results.
◎: absorbance ≤ 0.10: very good ○: 0.10 < absorbance ≤ 0.13: good △: 0.13 < absorbance ≤ 0.20: usable ×: 0.20 < absorbance: not usable

Figure 0007272066000010
Figure 0007272066000010



表3から、比較例1で用いたポリマーは、アミンオキシド基の濃度が低いため、培養24時間後、および、168時間後のバイオフィルム形成抑制性が乏しかった。比較例2で用いたポリマーは、分子量が小さく、コーティングしたポリマーが剥がれ落ちたため、培養24時間後のバイオフィルム形成抑制性が乏しかった。 From Table 3, since the polymer used in Comparative Example 1 had a low concentration of amine oxide groups, the biofilm formation inhibitory properties after 24 hours and 168 hours of culture were poor. The polymer used in Comparative Example 2 had a low molecular weight, and the coated polymer was peeled off, so the biofilm formation suppression property after 24 hours of culture was poor.

一方、アミンオキシド基を含み、かつ、質量平均分子量が10,000~10,000,000であるウレタン系ポリマー(a)を含むバイオフィルム形成抑制コート剤は、耐水性に優れ、かつ、長期的なバイオフィルム形成抑制性能で優れた効果を示すことが確認された。
特に、ウレタン系ポリマー(a)中のアミンオキシド基含有量が、0.25~5mmol/gであると、長時間水中に浸漬しても最適なバイオフィルム形成抑制能を維持することを確認した。また、カルボキシル基を有するポリオール成分を用いた場合に、耐水性及び長期バイオフィルム形成抑制能に優れることが示された。
On the other hand, the biofilm formation suppressing coating agent containing the urethane-based polymer (a) having an amine oxide group and a mass average molecular weight of 10,000 to 10,000,000 has excellent water resistance and long-term It was confirmed that it showed an excellent effect in biofilm formation suppression performance.
In particular, when the amine oxide group content in the urethane-based polymer (a) is 0.25 to 5 mmol/g, it was confirmed that the optimal biofilm formation suppression ability is maintained even when immersed in water for a long time. . In addition, it was shown that when a polyol component having a carboxyl group was used, excellent water resistance and long-term biofilm formation suppression ability were obtained.

Claims (5)

アミンオキシド基を含み、かつ、質量平均分子量が10,000~10,000,000であるウレタン系ポリマー(a)を含むことを特徴とするバイオフィルム形成抑制コート剤。 A biofilm formation-inhibiting coating agent comprising a urethane-based polymer (a) containing an amine oxide group and having a mass average molecular weight of 10,000 to 10,000,000. ウレタン系ポリマー(a)が、アミンオキシド基を0.25~5mmol/g含む請求項1に記載のバイオフィルム形成抑制コート剤。 The biofilm formation-inhibiting coating agent according to claim 1, wherein the urethane-based polymer (a) contains 0.25 to 5 mmol/g of amine oxide groups. ウレタン系ポリマー(a)が、下記一般式1~3で表される少なくともいずれかの構造を有する請求項1又は2に記載のバイオフィルム形成抑制コート剤。
Figure 0007272066000011

Figure 0007272066000012

Figure 0007272066000013

(式中、
、R、Rはそれぞれ独立して炭素数1~6のアルキレン基を、
、R、R、R、Rはアルキル基、アリール基、アラルキル基、ピリジル基を、
YはOまたはNHを表し、
**はウレタン系ポリマーの主鎖との結合位置を表す。)
The biofilm formation inhibitory coating agent according to claim 1 or 2 , wherein the urethane polymer (a) has at least one structure represented by the following general formulas 1 to 3.
Figure 0007272066000011

Figure 0007272066000012

Figure 0007272066000013

(In the formula,
R 1 , R 3 and R 6 each independently represent an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms,
R 2 , R 4 , R 5 , R 7 and R 8 are an alkyl group, an aryl group, an aralkyl group and a pyridyl group;
Y represents O or NH,
** represents the bonding position with the main chain of the urethane-based polymer. )
さらに架橋剤を含む請求項1~いずれか1項に記載のバイオフィルム形成抑制コート剤。 The biofilm formation inhibiting coating agent according to any one of claims 1 to 3 , further comprising a cross-linking agent. 基材上に、請求項1~いずれか1項に記載のバイオフィルム形成抑制コート剤からなる塗膜を有する、バイオフィルム形成抑制積層体。 A biofilm formation-inhibiting laminate having a coating film comprising the biofilm formation-inhibiting coating agent according to any one of claims 1 to 4 on a substrate.
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